一种NiMnCu中熵合金及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111961918A(43)申请公布日2020.11.20(21)申请号202010743361.0(22)申请日2020.07.29(71)申请人东北大学地址110819辽宁省沈阳市和平区文化路三巷11号(72)发明人闫海乐王鲁达黄晓明贾楠赵骧左良(74)专利代理机构大连理工大学专利中心21200代理人陈玲玉梅洪玉(51)Int.Cl.C22C19/03(2006.01)C22F1/10(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种NiMnCu中熵合金及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种NiMnCu中熵合金及其制备方法，通过设计一定的元素配比和实验工艺，开发了一种强度和塑性优异的新型NiMnCu中熵合金体系。该合金由以下设计工艺制成：利用真空电弧熔炼炉将成分配比好的合金进行反复多次熔炼，制备成多晶铸锭。利用高真空喷铸炉将合金块体喷铸进Cu模里，形成致密合金；在850～950℃下均匀化退火至少24h。退火后样品在850～950℃下热轧50％，随后冷轧60％，最后690～700℃退火再结晶150～180s。Ni50Mn32.5Cu17.5合金的屈服强度为561MPa，延伸率为33％，极限抗拉强度为1157MPa。本发明报道了一种力学性能优异的新型中熵合金体系，扩大了中熵合金的研究范围。CN111961918ACN111961918A权利要求书1/1页1.一种NiMnCu中熵合金的制备方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1，熔炼及喷铸：合金原料为金属单质，按照目标合金成分原子比n(Ni)：n(Mn)：n(Cu)＝50：50-x：x(x＝10～40)完成配比，通过电弧熔炼制备出多晶NiMnCu块体；为确保合金成分均匀，熔炼过程务必施加电磁搅拌，并保证翻转熔炼次数在4次以上；熔炼完成以后，待自然冷却至室温后方可取出；利用高真空喷铸炉将合金块体喷铸进Cu模里，形成致密合金；步骤2，均匀化退火：将喷铸后致密合金封装后置于高温热处理炉中进行均匀化退火，退火温度为850～950℃，退火时间为至少24h，随后水淬；步骤3，热轧：首先将均匀化退火后的样品在850～950℃保温2～3h，然后进行热轧，样品分6～8道次进行均匀温和轧制，最终轧下量为50％，随后自然冷却至室温；步骤4，冷轧：将热轧后的样品进行室温冷轧处理，最终轧下量为60％；步骤5，退火再结晶：将冷轧后的样品置于盐浴炉中进行再结晶处理，再结晶温度为690～700℃，退火时间为150～180s；最终合金获得晶粒尺寸为10～15μm的初态组织。2.根据权利要求1所述的NiMnCu中熵合金的制备方法，其特征在于，步骤1中目标合金成分原子比为n(Ni)：n(Mn)：n(Cu)＝50：50-x：x(x＝10～40)。3.根据权利要求1所述的NiMnCu中熵合金的制备方法，其特征在于，步骤2中退火温度为900℃。4.根据权利要求1所述的NiMnCu中熵合金的制备方法，其特征在于，步骤5中，再结晶温度为700℃，退火时间为150s。5.采用权利要求1-4任一所述的制备方法，得到的NiMnCu中熵合金。2CN111961918A说明书1/4页一种NiMnCu中熵合金及其制备方法技术领域[0001]本发明属于中熵合金材料技术领域，涉及一种新型NiMnCu中熵合金的设计及其制备方法。背景技术[0002]近年来，中熵合金(MediumEntropyAlloys,MEAs)作为一种新型金属材料成为了国内外科学界广泛研究的热点。随着对MEAs研究的不断深入，人们发现MEAs在室温和低温下均能表现出优异的力学性能。MEAs所表现出的优异力学性能来源于位错滑移、变形孪晶和相变等丰富的变形机制(BaeJW,SeolJB,MoonJ,etal.Exceptionalphase-transformationstrengtheningofferrousmediumentropyalloysatcryogenictemperatures[J].ActaMaterialia,2018,161:388-399)(YoshidaS,IkeuchiT,BhattacharjeeT,etal.EffectofelementalcombinationonfrictionstressandHall-Petchrelationshipinface-centeredcubichigh/mediumentropyalloys[J].ActaMaterialia,2019,171:201-215.)。以目前研究最为广泛的CoCrNi中熵合金为例，其在低温和室温下均能保持良好的强度和塑性，其变形机制主要是孪晶变形和位错滑移(LaplancheG,